專(zhuān)利名稱(chēng)：：高電阻率硅結(jié)構(gòu)和用于制備該結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明總體上涉及高電阻率cz硅結(jié)構(gòu)，和用于制備該硅結(jié)構(gòu)的方法。具體的，高電阻率硅結(jié)構(gòu)包括大直徑cz硅晶片或者由該硅晶片得到的襯底，其中，該晶片或襯底的電阻率與該晶片或襯底中的受主原子(例如硼)的濃度脫離聯(lián)系，該結(jié)構(gòu)的電阻率遠(yuǎn)大于基于該結(jié)構(gòu)中的所述受主原子的濃度計(jì)算出的電阻率。這種晶片尤其適用于例如高頻(例如微波或RF)應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)上，砷化鎵(GaAs)晶片已經(jīng)普遍用于高電阻率器件。砷化鎵不僅具有載流子遷移率必然很高的優(yōu)點(diǎn)，而且還提供了高電阻率襯底的可能性，這對(duì)于在射頻應(yīng)用和單片電路中的器件隔離和村底串?dāng)_、傳輸線(xiàn)損耗最小化以及制造高Q電感是需要的。但是，近來(lái)，隨著在用于制備高電阻率單晶硅晶片的制造技術(shù)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的改進(jìn)，這種晶片在高電阻率電子工業(yè)中的使用得到擴(kuò)展。使用兩種方法制造單晶珪直拉(Czochralski，CZ)方法和浮區(qū)(FZ)方法。盡管電阻率達(dá)到大約10kohm-cm或更高的FZ硅在市場(chǎng)上可買(mǎi)到，但是這種材料具有局限性。例如，這種材料的制造成本高，缺少許多應(yīng)用所需的機(jī)械穩(wěn)定性_這至少部分是由于其中的低氧含量造成的-并且尺寸受限。例如，不能獲得直徑為300mm或更大的這種材料，而這是正在開(kāi)發(fā)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。盡管CZ硅解決了與FZ硅相關(guān)聯(lián)的許多限制，但是由目前的技術(shù)制備的CZ硅也不是沒(méi)有局限性。例如，硼是CZ硅內(nèi)的常見(jiàn)雜質(zhì)。為了生長(zhǎng)具有足夠高的純度以直接實(shí)現(xiàn)這種高電阻率的cz材料，硼濃度通常不超過(guò)1.3x1013原子/厘米3。在商業(yè)環(huán)境中制造具有或者超過(guò)這種純度等級(jí)的CZ硅很困難且成本高昂。例如，通常需要完全合成的坩堝。但是，一旦實(shí)現(xiàn)了這種低硼濃度，會(huì)存在第二個(gè)挑戰(zhàn)，即存在熱施主。由于CZ硅內(nèi)存在間隙氧，所以在用作集成電路制造過(guò)程的一部分的熱處理期間產(chǎn)生熱施主。熱施主的形成在低電阻率晶片內(nèi)通常不是問(wèn)題，這是因?yàn)樵谕ǔＰ纬蔁崾┲鞯母哂?00。C并小于500。C的溫度范圍內(nèi)的停留時(shí)間比較短，通常為大約1到2個(gè)小時(shí)，并且在n型或p型摻雜中引入的多數(shù)載流子通常將占主導(dǎo)。但是，對(duì)于其中添加的摻雜劑濃度低的高電阻率應(yīng)用，在器件處理步驟內(nèi)形成熱施主是影響最終晶片電阻率的主要因素。(參見(jiàn)例如W.Kaiseretal,Phys.Rev.,105,1751，(1957)，W.Kaiseretal,Phvs.Rev.，112，1546，(1958)，Londosetal，AddLPhvs.Lett.,62,1525，1993)。因此，對(duì)于高電阻率CZ應(yīng)用，殘留的間隙氧濃度將對(duì)器件處理期間的熱施主形成率產(chǎn)生很大影響。到目前為止，針對(duì)CZ熱施主問(wèn)題提出的解決方案基本上涉及相同的方法即，這些方法試圖抑制硅襯底內(nèi)的氧濃度使其遠(yuǎn)低于單獨(dú)通過(guò)CZ方法可實(shí)現(xiàn)的氧濃度。其思想是，對(duì)于初始村底電阻率的每個(gè)目標(biāo)值，存在足夠低的氧濃度，從而熱施主的產(chǎn)生將不是問(wèn)題。通常，此方法包含使生長(zhǎng)進(jìn)入的(grown-in)間隙氧從固溶體沉淀出的熱處理。但是，此方法成本高且費(fèi)時(shí)，它包括長(zhǎng)時(shí)間處于高溫下，通常數(shù)十個(gè)小時(shí)。
發(fā)明內(nèi)容因此，簡(jiǎn)而言之，本發(fā)明針對(duì)一種高電阻率CZ單晶硅晶片。該晶片具有至少150mm的標(biāo)稱(chēng)直徑，并且包含熱施主濃度TD和受主濃度[A，其中比率[TD]:A在大約0.8:1和大約1.2:1之間。本發(fā)明還針對(duì)一種包含CZ單晶珪襯底的高電阻率硅結(jié)構(gòu)，該襯底具有熱施主濃度[TD和受主濃度[A，其中比率[TD:[A在大約0.8:1和大約1.2:1之間。本發(fā)明還針對(duì)一種具有CZ單晶硅襯底的高電阻率硅結(jié)構(gòu)，該襯底包含硼并且具有遠(yuǎn)大于基于所述硼的濃度計(jì)算出的電阻率的電阻率。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該電阻率比基于硼濃度計(jì)算出的電阻率大至少大約5或者大約10倍。本發(fā)明還針對(duì)一種高電阻率cz單晶硅晶片，所述晶片具有至少大約150mm的標(biāo)稱(chēng)直徑，包含硼，并且具有遠(yuǎn)大于基于所述硼的濃度計(jì)算出的電阻率的電阻率。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該電阻率比基于硼濃度計(jì)算出的電阻率大至少大約5或者大約10倍。本發(fā)明還針對(duì)一種用于制備一個(gè)或多個(gè)上述高電阻率硅晶片或結(jié)構(gòu)的方法。例如，本發(fā)明還針對(duì)一種用于制備高電阻率硅結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括對(duì)包含初始電阻率為至少大約50ohm-cm的CZ單晶硅襯底的硅結(jié)構(gòu)在一段時(shí)間內(nèi)和一定溫度下進(jìn)行熱處理，以便得到的經(jīng)過(guò)熱處理的結(jié)構(gòu)的襯底具有熱施主濃度[TD和受主濃度[A，其中比率TD:[A在大約0.8:1和大約1.2:1之間。本發(fā)明還針對(duì)一種用于制備高電阻率CZ單晶硅晶片的方法，該方法包括對(duì)標(biāo)稱(chēng)直徑為至少150mm并且初始電阻率為至少大約50ohm-cm的CZ單晶硅晶片在一段時(shí)間內(nèi)和一定溫度下進(jìn)行熱處理，以便得到的經(jīng)過(guò)熱處理的晶片具有熱施主濃度[TDI和受主濃度[Aj,其中比率[TDj:[Al在大約0.8:1和大約1.2:1之間。本發(fā)明還針對(duì)一種用于制備高電阻率硅結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括對(duì)包含CZ單晶硅襯底的硅結(jié)構(gòu)在一段時(shí)間內(nèi)和一定溫度下進(jìn)行熱處理，該襯底包含硼和間隙氧并且具有至少大約50ohm-cm的初始電阻率，該熱處理足以獲得具有這樣的CZ單晶硅襯底的單晶硅結(jié)構(gòu)即，所得到的該襯底的電阻率遠(yuǎn)大于基于其中的硼濃度計(jì)算出的電阻率。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該電阻率比基于硼濃度計(jì)算出的電阻率大至少大約5或者大約10倍。本發(fā)明還針對(duì)一種用于制備高電阻率CZ單晶硅晶片的方法。該方法包括對(duì)包含硼和間隙氧并且具有至少大約50ohm-cm的初始電阻率的CZ單晶硅晶片在一段時(shí)間內(nèi)和一定溫度下進(jìn)行熱處理，該熱處理足以獲得這樣的CZ單晶硅晶片即，所得到的該晶片的電阻率遠(yuǎn)大于基于其中的硼濃度計(jì)算出的電阻率。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該電阻率比基于硼濃度計(jì)算出的電阻率大至少大約5或者大約10倍。本發(fā)明還針對(duì)其中一個(gè)上述方法，其中所述結(jié)構(gòu)的襯底或晶片的硼濃度B和氧濃度Oi]以及熱處理的溫度T通過(guò)以下等式相互關(guān)聯(lián)[B=lel4([OiI/[Oiref)nexp(E/kT-E/kTref)其中[B是硼濃度；[Oiref是基準(zhǔn)間隙氧濃度并且大約為6.6el7cm-3;[Oi是晶片或所述結(jié)構(gòu)的襯底的實(shí)際間隙氧濃度;n是氧指數(shù)并且大約為7;E是激活能并且大約為4eV;k是波耳茲曼常數(shù)；T是熱處理的實(shí)際溫度；Tref是基準(zhǔn)溫度并且大約為520°C;此外，(i)對(duì)于給定的硼濃度[B，氧濃度可以是計(jì)算出的濃度的大約+/-0.5ppma，并且熱處理的溫度可以是計(jì)算出的溫度的大約+/-10°C;(ii)對(duì)于給定的氧濃度[Oi，硼濃度可以是計(jì)算出的濃度的大約+/-20%，并且熱處理的溫度可以是計(jì)算出的溫度的大約+/-10^;;以及(iii)對(duì)于給定的熱處理溫度T，氧濃度可以是計(jì)算出的濃度的大約+/-0.5ppma,硼濃度可以是計(jì)算出的濃度的大約+/-20%。本發(fā)明還針對(duì)一種前述硅結(jié)構(gòu)和/或晶片的組件，所述組件包括例如至少大約IO、20或更多個(gè)所述結(jié)構(gòu)或晶片。本發(fā)明還針對(duì)其中一種上述硅晶片，其中，所述晶片具有沉積在其表面上的外延珪層。可選擇地，本發(fā)明針對(duì)一種包含其中一種上述硅晶片的絕緣體上硅結(jié)構(gòu)，其中所述晶片用作所述絕緣體上硅結(jié)構(gòu)的襯底或操作晶片(handlewafer)。圖l是當(dāng)在大約450。C或更低的溫度下退火時(shí)，CZ單晶珪內(nèi)的熱施主濃度如何隨時(shí)間變化的通常公認(rèn)的觀(guān)點(diǎn)的曲線(xiàn)圖。應(yīng)指出，這里所示的線(xiàn)的斜率通常被理解為取決于被退火的硅內(nèi)的氧濃度的四次冪。圖2是熱施主的初始形成速率的曲線(xiàn)圖。圖3是在退火期間在生成熱施主(TD)過(guò)程中電阻率的典型特性的曲線(xiàn)圖。這是使用大約lel4cnT"小時(shí)的典型TD生成速率和初始100ohm-cmp型(近似)樣品的計(jì)算示例。在此曲線(xiàn)圖中，負(fù)的電阻率值表示n-型傳導(dǎo)性。圖4是在退火期間起始電阻率僅對(duì)受TD影響的電阻率的影響的曲線(xiàn)圖。這是^f吏用大約lel4cnT"小時(shí)的典型TD生成速率和大約80、100和120ohm-cm(p型)的初始電阻率的計(jì)算示例。在此曲線(xiàn)圖中，負(fù)的電阻率值表示n型導(dǎo)電性。圖5是在退火期間氧濃度范圍對(duì)受TD影響的電阻率的影響的曲線(xiàn)圖。這些是對(duì)于假想氧濃度范圍的中值使用大約lel4cm力小時(shí)的典型TD生成速率的計(jì)算示例。對(duì)于大約[Oi"的典型氧濃度相關(guān)性，跨越此曲線(xiàn)圖的速率范圍將對(duì)應(yīng)于大約+/-0.51113的氧濃度范圍。這里所有示例的初始電阻率為100ohm-cmp型。在此附圖中，負(fù)的電阻率值表示n型導(dǎo)電性。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在超過(guò)通常使用的溫度的溫度下(例如，大約480'C或更高)退火時(shí)，CZ單晶硅內(nèi)的熱施主濃度如何隨時(shí)間改變的曲線(xiàn)圖。應(yīng)指出，根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在高溫下熱施主的濃度在一段時(shí)間上達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)。圖7a和7b示出對(duì)于在大約560。C(圖7a)和大約570°C(圖7b)的退火，TD生成(曲線(xiàn)1)以及預(yù)先生成的TD衰變(曲線(xiàn)2)的動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)。圖8示出針對(duì)兩個(gè)不同的氧濃度，在低硼濃度材料(大約2el2cnT3)中的根據(jù)溫度而變化的被測(cè)量出的飽和額外電子濃度。下部曲線(xiàn)(方形)是針對(duì)較低的氧濃度。圖9a和9b示出在滿(mǎn)足本發(fā)明的用于實(shí)現(xiàn)高電阻率狀態(tài)的條件(如等式(la)限定的)的溫度、初始電阻率和氧濃度空間內(nèi)的點(diǎn)的軌跡。在圖9a中，曲線(xiàn)上的數(shù)字1-4分別是指(5,6,7和8)xl017cm—3的氧濃度(這些濃度分別對(duì)應(yīng)于IO、12、14和16ppma)。圖10a到10d是示出在被實(shí)施本發(fā)明的方法以提高電阻率的一個(gè)晶片上取得的"擴(kuò)散電阻"測(cè)量數(shù)據(jù)的四個(gè)視圖，其中示出本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)的效果的均勻性。在沿半徑的四個(gè)不同點(diǎn)測(cè)量根據(jù)晶片深度而變化的電阻率。徑向位置被給定為分別距離200mm晶片的邊緣1、3、5和7cm(即，圖10a是距邊緣lcm，圖10b是距邊緣3cm，圖10c是距邊緣5cm,圖10d是距邊緣7cm)。每個(gè)曲線(xiàn)都是從正面"0"朝背面的電阻率。刻度為從O到600微米。晶片的總厚度為大約675微米。所測(cè)量的數(shù)據(jù)在基本所有深復(fù)基本所有徑向位置都緊密符合值103。該數(shù)據(jù)表明本發(fā)明的方法能夠在半徑和深度上都得到基本均勻的結(jié)果。(在這些圖中，Y軸是電阻率，Y軸上的范圍從10、hm-cm直到105ohm-cm;即從底部到頂部，水平線(xiàn)分別表示102、10"、10°、101、102、103、104、以及l(fā)()5ohm隱cm的電阻率。X軸是深度，X軸上的范圍是從O到600微米，即X軸上的每條垂直線(xiàn)都表示從0到600微米的50微米的增量)。圖11是示出計(jì)算出的示例的曲線(xiàn)圖，在該示例中應(yīng)用[Oi"相關(guān)性，群體的氧濃度僅變化大約+MUppma(熱施主率為大約100ohm-cm)。圖12是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的流程圖或框圖，其中在器件制造過(guò)程中在金屬化步驟之后執(zhí)行文中詳細(xì)說(shuō)明的熱處理。圖13是示出本發(fā)明的可選實(shí)施例的流程圖或框圖，其中在器件制造過(guò)程中在金屬化步驟之前執(zhí)行文中詳細(xì)說(shuō)明的熱處理。圖14是在已知近似樣品[B和[Oi的情況下，使用從圖9a和9b得到的近似退火溫度形成高電阻率狀態(tài)的曲線(xiàn)圖。實(shí)心點(diǎn)表示n型傳導(dǎo)性?？招狞c(diǎn)表示p型傳導(dǎo)性。圖15是使用與用于得到圖14的結(jié)果的樣品類(lèi)似的樣品，但是圍繞大約530。C的中心或者"理想"值(對(duì)此特定示例)改變溫度所得到的飽和電阻率值的曲線(xiàn)圖?？捎^(guān)察到可接受的退火溫度的大的窗口。圖16a和16b是在僅包含"常規(guī)"熱施主而沒(méi)有"重構(gòu)"熱施主的簡(jiǎn)單才莫型內(nèi)，針對(duì)與用于補(bǔ)償?shù)?理想"溫度的偏移或變化計(jì)算出的電阻率的曲線(xiàn)圖。圖16a示出對(duì)于大約2e"cnT3的硼濃度(曲線(xiàn)1)和大約2e14cm-3的硼濃度(曲線(xiàn)2)的電阻率。圖16b示出通用于基本任何初始電阻率的電阻率增強(qiáng)因子。圖17是示出在400n的退火對(duì)高電阻率樣品的電阻率的效果的曲線(xiàn)圖?？招姆?hào)對(duì)應(yīng)于p型，而實(shí)心符號(hào)對(duì)應(yīng)于n型。圖18a到18d是在具有大的[Oi潔凈區(qū)的被熱處理的樣品內(nèi)獲得的高電阻率狀態(tài)的曲線(xiàn)圖。更具體地說(shuō)，圖18a示出在1100"C向外擴(kuò)散退火之后應(yīng)用的僅在530t:下的處理的結(jié)果。圖18b示出在1100C向外擴(kuò)散退火和然后在450'C的預(yù)退火之后應(yīng)用的在530'C下的處理的結(jié)果(即，在530'C退火之前和IIOO'C退火之后，執(zhí)行在450'C的常規(guī)熱施主形成退火)。圖18c示出在沒(méi)有向外擴(kuò)散退火和形成熱施主的預(yù)退火的情況下應(yīng)用530。C下的處理的結(jié)果。圖18d示出在形成熱施主的450'C的預(yù)退火之后執(zhí)行的在530。C下的處理的結(jié)果。在所有附圖中，示出電阻率(SRP)的深度相關(guān)性(0到120微米)。具體實(shí)施方式根據(jù)本發(fā)明并且如下文更詳細(xì)地說(shuō)明的，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)CZ單晶硅晶片或者包含源于這種晶片的襯底的硅結(jié)構(gòu)可根據(jù)本發(fā)明的方法被制備成具有基本上與其中的受主原子(例如硼原子)的濃度脫離聯(lián)系的電阻率。本方法利用對(duì)硅晶片或者包含來(lái)源于這種晶片的襯底的硅結(jié)構(gòu)的受控?zé)崽幚?，以便在其中形成熱施主，該熱施主用?抵消，，其中存在的受主原子對(duì)電阻率的影響。結(jié)果，可制備具有非常高的電阻率(例如，在數(shù)百萬(wàn)到數(shù)萬(wàn)ohm-cm范圍內(nèi)的電阻率)的CZ單晶硅晶片或者包含源于這種晶片的襯底的硅結(jié)構(gòu)。1.補(bǔ)償或者"抵消"對(duì)于電阻率，受主原子(例如，硼原子)和施主原子(例如氧蔟，由于它們是在加熱到高溫時(shí)形成的，所以被稱(chēng)為熱施主)之間的"補(bǔ)償"的一般概念是已知的，并且與通過(guò)在硅中添加或者引入施主原子例如氧熱施主以^^消受主原子例如硼原子對(duì)硅的電阻率的影響的思想相關(guān)聯(lián)。盡管此概念是已知的，但是迄今它還沒(méi)有應(yīng)用于在大直徑的CZ硅晶片(例如，大于150mm、200mm、300mm或更大的標(biāo)稱(chēng)直徑)或者來(lái)源于該晶片的襯底的很大部分上實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。通常并且不是根據(jù)特定的理論，認(rèn)為迄今試圖實(shí)現(xiàn)這種結(jié)果的失敗嘗試是由于以下看法造成的即，只有當(dāng)以下四個(gè)變量匹配時(shí)才能實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償(i)熱施主原子濃度，(ii)受主原子濃度，(iii)用于形成熱施主的熱處理的持續(xù)時(shí)間，和(iv)所述熱處理的溫度。a.熱施主對(duì)電阻率的影響低于450"C的熱處理現(xiàn)在參照?qǐng)D1，目前，通常被接受的觀(guān)點(diǎn)是熱施主濃度[TD隨著加熱持續(xù)時(shí)間的增加而增加，增加率(即，圖1內(nèi)的線(xiàn)的斜率)取決于被加熱的CZ硅內(nèi)的氧濃度的四次冪。但是，此觀(guān)點(diǎn)主要是基于在大約450。C或更低的溫度下執(zhí)行的熱處理。由于熱施主的生成而添加的電子會(huì)顯著影響一塊硅的電阻率和類(lèi)型。但是，這通常僅在得到的額外電子的濃度(TD本身的濃度的2倍)接近摻雜劑濃度(例如，在大約幾個(gè)百分點(diǎn)以?xún)?nèi)，諸如小于大約5%、4%、3%、2%或更低)或者超過(guò)摻雜劑濃度的情況下是正確的。形成TD的速率主要取決于兩個(gè)因素l)退火溫度；和2)氧濃度?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2，其中示出與這兩個(gè)變量有關(guān)的TD形成速率的比較新的研究結(jié)果。(參見(jiàn)例如，Landosetal.，Appl.Phys.Lett.,62,1525(1993))。在p型硅中，當(dāng)TD產(chǎn)生的電子的總濃度開(kāi)始接近摻雜劑(通常是硼)的濃度時(shí)，由于硼產(chǎn)生的空穴被TD產(chǎn)生的電子"補(bǔ)償，，，所以電阻率一直朝極高的值(例如，可能高達(dá)大約300kohm-cm)迅速增加，在該值TD電子濃度大約等于硼濃度。當(dāng)TD電子濃度進(jìn)一步增加超過(guò)硼濃度時(shí)，多數(shù)載流子變?yōu)殡娮?，并且材料的?lèi)型從p型轉(zhuǎn)變?yōu)閚型。當(dāng)形成更多的TD電子時(shí)，電阻率開(kāi)始迅速降低同時(shí)仍保持n型。圖3內(nèi)示出在TD生成期間的典型電阻率特性的示例。這是假設(shè)lel4cnT3/hr的典型TD生成速率和初始lOOohm-cmp型樣品時(shí)計(jì)算出的情況。極高的電阻率狀態(tài)僅在退火期間的一些點(diǎn)處在非常短的一段時(shí)間(通常為數(shù)分鐘，例如小于大約30分鐘、20分鐘、10分鐘或甚至5分鐘)上實(shí)現(xiàn)。所述極高的電阻率狀態(tài)和從p型到n型的轉(zhuǎn)變?cè)谕嘶鹌陂g的時(shí)間位置取決于TD生成速率，從而取決于氧濃度和退火溫度，并且取決于一皮退火的樣品中的硼濃度。由于電阻率-時(shí)間曲線(xiàn)的峰值取決于生成的TD與硼濃度的匹配性，所以即使所有其它因素(例如退火溫度和氧濃度)都基本相同，曲線(xiàn)的形狀還取決于樣品的初始電阻率。圖4示出這一點(diǎn)，其中計(jì)算出三個(gè)樣品的電阻率的發(fā)展。由此可以看到，材料(初始電阻率為大約80、100和120ohm-cm)所得到的電阻率接近但是不相等。TD形成速率的氧濃度相關(guān)性很大。已發(fā)現(xiàn)在大約500。C的TD形成溫度該相關(guān)性為Oi9,而在大約450。C為[Oi4，在大約400。C為大約[Oi2。為了了解這種相關(guān)性的效果，我們可考慮以下示例。典型的氧濃度失見(jiàn)格為+/-1ppma。使用對(duì)[Oi的最弱相關(guān)性的示例[Oi2，我們可以比較圍繞lel4cnT"hour的典型示例性速率的+M).25e14的生成速率變化的效果。這在圖5中示出。更實(shí)際地，對(duì)于更典型的TD生成溫度450。C(并且對(duì)應(yīng)于[Oi"的速率相關(guān)性)，速率相關(guān)性的相同變化將對(duì)應(yīng)于密集得多的氧濃度范圍(即，圍繞目標(biāo)值+/-0.5ppma)。b.熱施主對(duì)電阻率的影響高于45(TC的熱處理相反地，現(xiàn)在參照?qǐng)D6，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明，如果CZ硅被加熱到更高的溫度(例如，大于大約480。C、大約4卯'C、大約500。C或更高，諸如在大約48(TC和大約600'C之間，或者在大約485'C或大約490'C和大約590"C之間，或者在大約500i:和大約575'C之間，對(duì)此將在文中其它部分詳細(xì)說(shuō)明)，則熱施主的濃度增加，但是不會(huì)像傳統(tǒng)熱施主的情況一樣單調(diào)增加(例如達(dá)到大約lel6cm-s的某個(gè)最大值)。相反，在某個(gè)點(diǎn)該濃度飽和或者在一段時(shí)間上(例如至少大約30分鐘，大約60分鐘，大約90分鐘，大約120分鐘或更長(zhǎng))達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)。換句話(huà)說(shuō)，熱施主濃度可在開(kāi)始時(shí)增加，但是在此熱處理期間的某個(gè)點(diǎn)熱施主濃度增加的速率大大降低，并且可在一段時(shí)間上基本恒定(參見(jiàn)例如圖7a,7b和8)。如果熱處理繼續(xù)進(jìn)行足夠長(zhǎng)的時(shí)間，則熱施主濃度可再次開(kāi)始增加。已發(fā)現(xiàn)，平穩(wěn)區(qū)的額外電子濃度的值取決于樣品的退火溫度和氧濃度。不管樣品是否具有預(yù)先生成的熱施主(來(lái)自先前的在例如450。C的TD退火)，在額外電子濃度中都可達(dá)到相同的平穩(wěn)區(qū)。圖7a和7b內(nèi)示出分別對(duì)于560。C和570'C的退火溫度在氧濃度為6el7cm-3的樣品(初始大約300ohm-cmp型硼摻雜)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的平穩(wěn)區(qū)的兩個(gè)示例。如下面公式所示，已發(fā)現(xiàn)在平穩(wěn)區(qū)內(nèi)的額外電子濃度N與溫度具有Arrhenius關(guān)系，其中E等于大約4.2eV。氧濃度相關(guān)性蜂皮推定處于冪定律關(guān)系，其中n等于大約7。N~[Oi]7exp[4.2eV/kT]圖8示出迄今用實(shí)驗(yàn)方法確定的對(duì)于平穩(wěn)的或飽和的額外電子濃度的退火溫度和氧濃度數(shù)據(jù)。飽和電子濃度在時(shí)間上具有較寬的平穩(wěn)區(qū)對(duì)于增加一批硅晶片的電阻率的可行的方法是有用的。使平穩(wěn)區(qū)的額外電子濃度與背景硼濃度匹配對(duì)于傳統(tǒng)熱施主方法將是一種改進(jìn)。該系統(tǒng)對(duì)退火時(shí)間不會(huì)同樣敏感。但是，這對(duì)于令人滿(mǎn)意的商業(yè)方案通常是不夠的，因?yàn)樗鼉H僅減少了對(duì)四個(gè)變量之一即時(shí)間的約束。對(duì)其它三個(gè)變量(即，[Oil,[B和退火溫度)的約束仍存在。本領(lǐng)域中的傳統(tǒng)知識(shí)提出，即使存在上述的其中熱施主濃度飽和或者平穩(wěn)的時(shí)間窗口(windowoftime),熱施主濃度仍必須與受主濃度具有精確的關(guān)系(例如，熱施主濃度的一半等于硼濃度)，以便在CZ硅內(nèi)實(shí)現(xiàn)高電阻率狀態(tài)。但是，根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)情況并非如此，即，不必通過(guò)例如控制退火溫度和時(shí)間使受主原子濃度(例如硼原子濃度)的值與飽和的或平穩(wěn)的電子濃度(其根據(jù)熱施主濃度而變化)之間精確匹配。相反，僅使這兩個(gè)濃度相互接近就足夠了。并非根據(jù)特定的理論，通常認(rèn)為，這是由于高電阻率狀態(tài)是此系統(tǒng)的自然狀態(tài)，所以當(dāng)這兩個(gè)濃度相互足夠接近時(shí)系統(tǒng)就會(huì)自我調(diào)節(jié)到高電阻率狀態(tài)。結(jié)果，這里存在商業(yè)上可行的操作窗口。另外并且也并非根據(jù)任何特定理論，還認(rèn)為這里的關(guān)鍵點(diǎn)是在熱施主溫度范圍的較高處(例如，T大于大約480'C)受控形成不同于"常規(guī)"熱施主的第二種類(lèi)型的熱施主。這種新類(lèi)型的熱施主可被特征化為"重構(gòu)"類(lèi)別并且使系統(tǒng)能夠"自我補(bǔ)償，，以將自身調(diào)節(jié)到高電阻率狀態(tài)。相反，"常規(guī)"類(lèi)型是一種"穩(wěn)定"類(lèi)型。因此，利用此方法產(chǎn)生高電阻率狀態(tài)優(yōu)選要做的是使給定氧濃度的平穩(wěn)濃度和溫度與希望補(bǔ)償?shù)呐饾舛却笾缕ヅ?。為此，圖8的數(shù)據(jù)以及由此得到的分析表達(dá)式(即，下文列出的等式(la))可用于粗略估計(jì)氧濃度和退火溫度的可能組合以產(chǎn)生大約接近(下文將進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明)硼濃度的飽和的過(guò)剩電子濃度?？蛇x擇地，通過(guò)固定三個(gè)變量[Oi]、[B或T中的任何一個(gè)，可得出另兩個(gè)變量的可能組合。固定三個(gè)變量中的兩個(gè)也就固定了第三個(gè)變量。2.高電阻率硅及其制備方法a.熱處理鑒于上文所述，應(yīng)指出，根據(jù)本發(fā)明，可在一段時(shí)間內(nèi)和一定溫度下對(duì)包含受主原子_尤其是硼-和間隙氧的CZ單晶硅晶片或者包括來(lái)源于這種晶片的襯底的硅結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱處理，所述時(shí)間和溫度足以產(chǎn)出其電阻率遠(yuǎn)大于基于其中的受主原子(例如硼)的濃度計(jì)算的電阻率的晶片或包含來(lái)源于這種晶片的村底的硅結(jié)構(gòu)。這樣，所得到的晶片或者硅結(jié)構(gòu)的襯底的電阻率基本上與其中的受主原子(例如硼)的濃度"脫離聯(lián)系(decoupled)，，。應(yīng)指出，當(dāng)?shù)玫降慕?jīng)過(guò)熱處理的CZ單晶硅晶片或者得到的硅結(jié)構(gòu)的經(jīng)過(guò)熱處理的cz單晶硅襯底的電阻率比基于其中的受主原子(例如硼)濃度計(jì)算出的電阻率大至少大約5倍，優(yōu)選地至少大約10倍，更優(yōu)選地大約15倍，更優(yōu)選地大約20倍，更優(yōu)選地大約25倍，更優(yōu)選地大約30倍，更優(yōu)選地大約35倍，更優(yōu)選地大約40倍，更優(yōu)選地大約45倍，更優(yōu)選地大約50倍，更優(yōu)選地大約55倍，更優(yōu)選地大約60倍，更優(yōu)選地大約65倍，更優(yōu)選地大約70倍，更優(yōu)選地大約75倍，更優(yōu)選地大約80倍，更優(yōu)選地大約85倍，更優(yōu)選地大約卯倍時(shí)，更優(yōu)選地大約95倍，并且更優(yōu)選地大約100倍時(shí)，即文中所使用的所述電阻率"遠(yuǎn)大于，，計(jì)算出的電阻率。根據(jù)本發(fā)明并且如下文將進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明的，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)充分控制受主濃度(例如硼濃度[B)、間隙氧濃度[Oi和熱處理的溫度T之間的關(guān)系，以便大大降低受主和熱施主對(duì)電阻率的不利影響時(shí)，可獲得這種晶片或者硅結(jié)構(gòu)。具體的，例如已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，硼濃度[B、間隙氧濃度[Oi和熱處理的溫度T可通過(guò)如下等式(la)相關(guān)聯(lián)[B=lel4([Oi/[Oiref)nexp(E/kT-E/kTref)(la)其中[Bj是硼濃度；[Oiref是基準(zhǔn)間隙氧濃度并且大約為6.6el7cm-3;[Oi是晶片或者襯底的實(shí)際間隙氧濃度；n是氧指數(shù)并且大約為7;E是激活能并且大約為4eV;k是波耳茲曼常數(shù)；T是熱處理的實(shí)際溫度；并且Tref是基準(zhǔn)溫度并且大約為520'C;并且其中，鑒于本發(fā)明提供的靈活性以及根據(jù)以上等式(la)內(nèi)闡述的關(guān)系(i)對(duì)于給定的硼濃度[B，氧濃度可以是計(jì)算出的濃度的大約+/-0.5ppma，優(yōu)選地大約+/-0.4ppma,更優(yōu)選地大約+/-0.3ppma，并且還更優(yōu)選地大約+/-0.25。1113，并且熱處理的溫度可以是計(jì)算出的溫度的大約+/-10°C,優(yōu)選地大約+/-9匸，更優(yōu)選地大約+A8'C，還更優(yōu)選地大約+/-6°(:,并且還更優(yōu)選地大約+/-5匸；(ii)對(duì)于給定的氧濃度[Oij,硼濃度可以是計(jì)算出的濃度的大約+/-20%，優(yōu)選地大約+/-18%,更優(yōu)選地大約+/-16%,還更優(yōu)選地大約+/-14%，還更優(yōu)選地大約+/-12%，并且還更優(yōu)選地+/-10%,并且熱處理的溫度可以是計(jì)算出的溫度的大約+/-10°(:，優(yōu)選地大約+A9。C，更優(yōu)選地大約+A8。C，還更優(yōu)選地大約+A6'C，并且還更優(yōu)選地大約+/-5°<:;和/或(iii)對(duì)于給定的熱處理溫度T,氧濃度可以是計(jì)算出的濃度的大約+/-0.5ppma,優(yōu)選地大約+M).4ppma，更優(yōu)選地大約+/-0.3ppma，并且還更優(yōu)選地大約+M).25ppma，硼濃度可以是計(jì)算出的濃度的大約+/-20%，優(yōu)選地大約+/-18%,更優(yōu)選地大約+/-16%，還更優(yōu)選地大約+/-14%,還更優(yōu)選地大約+/-12%，并且還更優(yōu)選地+/-10%。在這方面應(yīng)理解，由于硼濃度與氧濃度和/或熱處理溫度相關(guān)，所以上文提到的硼濃度的任何數(shù)值都可與上文提到的氧濃度的任何數(shù)值一起使用，反之亦然。另外，應(yīng)理解，根據(jù)本發(fā)明，上文提到的硼濃度(或氧濃度)的任何兩個(gè)數(shù)值可一起使用以限定硼(或氧)的可接受的濃度范圍?，F(xiàn)在參照?qǐng)D9，其中為圖示目的提供了使用等式(la)執(zhí)行的計(jì)算的一些代表性圖表。此外，下文提供的示例(例如，示例l-3)還示出使用上述等式可獲得的結(jié)果以及文中詳細(xì)說(shuō)明的方法。關(guān)于等式(la)應(yīng)指出，實(shí)際上，可自由選擇參數(shù)的組合，或者可出于某些其它考慮(例如，退火溫度被集成電路制造工藝的要求所限制)而固定其中一個(gè)或兩個(gè)參數(shù)。另外，固定兩個(gè)參數(shù)可用于限制第三個(gè)參數(shù)的選擇。關(guān)于等式(la)還應(yīng)指出，在選擇一組合適的工藝參數(shù)之后，可在所要求的溫度下在一段時(shí)間內(nèi)對(duì)樣品進(jìn)行退火。所要求的時(shí)間通常大致為例如大約30到大約120分鐘，但是可以更長(zhǎng)(例如大約150到大約250分鐘)或者更短(例如大約10到大約25分鐘)。樣品退火所需的實(shí)際時(shí)間可改變，并且可能需要進(jìn)行一些常規(guī)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。在退火之后，樣品處于高電阻率狀態(tài)。還應(yīng)指出，等式(la)可任選地以受主濃度而不是硼濃度更概括地進(jìn)行表達(dá)。但是，迄今的經(jīng)驗(yàn)表明硼是CZ單晶硅內(nèi)最常見(jiàn)的受主，因而通常也是最受關(guān)注的受主。因此，在整個(gè)本文獻(xiàn)中將通常參照硼濃度。但是，應(yīng)理解，這種參照可任選地被更概括地解釋為參照受主濃度。還應(yīng)指出，基于迄今的實(shí)驗(yàn)以及如文中其它部分更詳細(xì)闡述的，使上述關(guān)系最優(yōu)的溫度通常在至少大約480。C到小于大約600'C、或者至少大約485'C或大約490。C到小于大約580。C、或者至少大約500。C和大約575'C的范圍內(nèi)。如文中其它部分詳細(xì)說(shuō)明的，熱處理的持續(xù)時(shí)間也可改變，但是通常在至少大約10分鐘到小于大約250分鐘，或者大約15到大約200分鐘，或者大約20到大約150分鐘的范圍內(nèi)。鑒于上文所述，本發(fā)明因此能夠制備一種CZ單晶硅晶片或者包含來(lái)源于這種晶片的襯底的硅結(jié)構(gòu)，其中熱施主濃度[TD和受主濃度[A使得二者的比率[TD[A]在大約0.8:1和大約1.2:1之間，任選地在大約0.85:1和1.15:1之間，在大約0.9:1和1.1:1之間，或者在大約0.95:1和1.05:1之間。例如，所述比率可以是大約0.8:1,大約0.85:1,大約0.9:1，大約0.95:1，大約l:l,大約1.05:1，大約1.1:1，大約1.15:1，或大約1.2:1。但是，在一個(gè)具體實(shí)施例中，該比率是除了1:1以外的值?，F(xiàn)在參照?qǐng)D10a到10d，應(yīng)指出，對(duì)于經(jīng)過(guò)熱處理的CZ晶片或者來(lái)源于CZ晶片的襯底，本發(fā)明的方法優(yōu)選地能夠在基本整個(gè)所述晶片或襯底中實(shí)現(xiàn)電阻率(即，比率[TD:[A，或者文中其它部分提到的電阻率值)(即，CZ珪晶片或襯底的至少大約80%、85%、90%、95%或甚至100%可被有效地轉(zhuǎn)化成所述高電阻率狀態(tài))；但是，可選擇地，晶片或襯底的至少大約20%、30%、40%、50%、60%或甚至大約70。/"皮轉(zhuǎn)化成所述高電阻率狀態(tài)。另外或任選地，可在晶片或襯底中形成高電阻率區(qū)域，該區(qū)域可在徑向表面的至少大約20%，并且優(yōu)選地至少大約30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或甚至大約95%上延伸，和/或該區(qū)域的深度或厚度為晶片或村底厚度的至少大約20%,并且優(yōu)選地至少大約30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或甚至大約95%。例如在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，高電阻率區(qū)域可在晶片或襯底表面的大約50%到大約95%，或者大約70%到大約卯％上延伸，并且優(yōu)選地為晶片或襯底厚度的大約50%到大約95%,或者大約70%到大約卯％。在這方面應(yīng)理解，對(duì)于可利用本發(fā)明的熱處理被有效轉(zhuǎn)化成高電阻率狀態(tài)的晶片或襯底的部分，任何上述表面百分比可與任何上述厚度百分比一起使用，反之亦然。另外應(yīng)理解，根據(jù)本發(fā)明，表面(或厚度)的上述任何兩個(gè)百分比可一起使用以限定一個(gè)范圍。與集中于使單晶硅內(nèi)的熱施主和受主的濃度最小的用于生產(chǎn)高電阻率CZ硅的傳統(tǒng)方法不同，只要氧濃度、硼濃度和熱處理溫度之間的關(guān)系被適當(dāng)控制(即，滿(mǎn)足/保持等式(la)中表達(dá)的關(guān)系)，并且只要熱處理溫度足夠高以便-如文中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明的-熱施主將從間隙氧形成，則本發(fā)明基本上能夠利用任何CZ晶片。但是，通常，經(jīng)受本發(fā)明熱處理的CZ單晶硅晶片或者硅結(jié)構(gòu)的襯底可具有至少大約50ohm-cm的初始電阻率(因而硼濃度，對(duì)此將在文中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明)，并且優(yōu)選地可具有至少大約100ohm-cm、大約150ohm-cm、大約200ohm-cm、大約250ohm-cm、大約300ohm-cm或更大的初始電阻率。因此，起始晶片或者起始硅結(jié)構(gòu)的襯底可具有例如從至少大約50或100ohm-cm到小于大約300ohm畫(huà)cm、從大約125ohm-cm到大約250ohm-cm、或者從大約150ohm-cm到大約200ohm-cm的初始電阻率。在這方面應(yīng)指出，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，CZ硅晶片或者硅結(jié)構(gòu)的襯底的初始電阻率可基本上對(duì)應(yīng)于其中的硼濃度。因而，上述電阻率可選擇地可從硼濃度方面考察，電阻率和硼濃度反相關(guān)(即，當(dāng)電阻率增加時(shí)，硼濃度降低)。因此，晶片或硅結(jié)構(gòu)的襯底的硼濃度通?？尚∮诖蠹s2.6xl0"cnf3,并且優(yōu)選地小于大約1.3xl014cm-3、大約8.7x10"cnT3、大約6.5xlO"cnT3、大約5.2xl013cm-3、大約4.3x1013^3或更小。因此，起始晶片或起始硅結(jié)構(gòu)的襯底的硼濃度可在例如大約4.3x1013cnT3到大約2.6xl0"cm3、大約5.2xl0"cm-3到大約1.3x10"cm3、或者大約6.5x1013cm-3到大約8.7x1013cm-3的范圍內(nèi)。還應(yīng)指出，起始晶片或起始硅結(jié)構(gòu)可附加地或任選地受其中的氧濃度限制。更具體地說(shuō)，應(yīng)指出，將經(jīng)受本發(fā)明的熱處理的晶片或者將經(jīng)受本發(fā)明的熱處理的硅結(jié)構(gòu)的襯底的氧濃度通常在從至少大約5ppma到小于大約20ppma的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選地在從大約6ppma到大約18ppma、從大約8ppma到大約16ppma、從大約10ppma到大約15ppma，或甚至從大約12ppma到大約14ppma的范圍內(nèi)(參見(jiàn)例如圖11，從該圖可觀(guān)察到當(dāng)初始電阻率降低到低于大約20ohm-cm時(shí)，實(shí)現(xiàn)高電阻率所需的氧濃度迅速增加。圖11示出一個(gè)計(jì)算示例，其中應(yīng)用[Oif相關(guān)性，氧濃度僅改變+M).lppma。這種改變?cè)谟糜诖_定氧濃度的FTIR方法的測(cè)量誤差內(nèi)。但是，盡管氧濃度的這一假想范圍很窄，但是在實(shí)現(xiàn)高電阻率狀態(tài)的退火時(shí)間內(nèi)實(shí)際上沒(méi)有重疊)。如文中其它部分進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明的，優(yōu)選地與預(yù)期硅結(jié)構(gòu)(例如，預(yù)期電子或電氣器件)的制造過(guò)程協(xié)作地選擇將采用的熱處理溫度；即，熱處理溫度優(yōu)選地是硅結(jié)構(gòu)制造過(guò)程中使用的溫度，或者是制造過(guò)程中容許的溫度(即，可用于制造過(guò)程而不會(huì)在整個(gè)過(guò)程中或者在從該過(guò)程獲得的珪結(jié)構(gòu)中導(dǎo)致不可接受的改變)。更優(yōu)選地，本發(fā)明的熱處理步驟本身將作為實(shí)際制造過(guò)程的一部分被執(zhí)行；即，將用于硅結(jié)構(gòu)(例如，器件)的制造的CZ單晶硅晶片優(yōu)選地具有根據(jù)文中公開(kāi)的關(guān)系(參見(jiàn)例如上述等式(la))合適地配對(duì)的硼濃度和氧濃度，從而當(dāng)受到預(yù)期硅結(jié)構(gòu)(例如，器件)的制造過(guò)程中常用的熱處理時(shí)，將會(huì)獲得本發(fā)明的高電阻率結(jié)構(gòu)。但是對(duì)于熱處理溫度，應(yīng)指出，一般來(lái)說(shuō)，熱處理中使用的溫度通常大于大約480'C并小于大約600'C(例如，小于大約590'C、580匸、570匸、560。C、550。C、540。C、530"C、520。C、510。C、500X:或甚至大約4卯匸的溫度)。因此，熱處理的溫度可在例如從大于大約480'C到小于大約600。C、從大于大約485。C或4卯'C到小于大約580匸、從大于大約500。C到小于大約575。C、從大于大約510X:到小于大約550。C、或者從大于大約520'C到小于大約530。C的范圍內(nèi)。當(dāng)溫度、硼濃度和/或氧濃度改變時(shí)，熱處理的持續(xù)時(shí)間可以改變。針對(duì)給定的一組條件(即，溫度，硼濃度和/或氧濃度)的合適持續(xù)時(shí)間可使用本領(lǐng)域內(nèi)常用的方法通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。但是，通常本發(fā)明的熱處理的持續(xù)時(shí)間可大于大約5分鐘并小于大約250分鐘，并且優(yōu)選地小于大約200分鐘、大約150分鐘、大約125分鐘、大約120分鐘、大約110分鐘、大約100分鐘、大約90分鐘、大約80分鐘、大約70分鐘、大約60分鐘、大約50分鐘、大約40分鐘、大約30分鐘、或甚至大約20分鐘。因此，可在大約10到大約250分鐘、大約15到大約200分鐘、大約20到大約150分鐘、大約25到大約125分鐘、大約30到大約120分鐘、大約35到大約110分鐘、大約40到大約100分鐘、大約50到大約卯分鐘、或大約60到大約80分鐘的持續(xù)時(shí)間內(nèi)對(duì)晶片或硅結(jié)構(gòu)進(jìn)行本發(fā)明的熱處理。在這方面應(yīng)指出，通常在較短的持續(xù)時(shí)間內(nèi)使用較高的溫度，反之亦然。才艮據(jù)本發(fā)明的方法，應(yīng)指出，得到的經(jīng)過(guò)熱處理的CZ晶片或者經(jīng)過(guò)熱處理的硅結(jié)構(gòu)的CZ襯底在所述熱處理之后的電阻率可以為至少大約500ohm-cm、大約750ohm-cm、大約1000ohm-cm、大約1500ohm畫(huà)cm、大約2000ohm-cm、大約2500ohm-cm、大約3000ohm-cm、大約3500ohm-cm、大約4000ohm-cm、大約4500ohm-cm、大約5000ohm-cm或更高(例如，大約5500ohm畫(huà)cm、大約6000ohm-cm、大約6500ohm-cm、大約7000ohm-cm、大約7500ohm-cm、大約8000ohm-cm、大約8500ohm-cm、大約卯00ohm-cm、大約9500ohm-cm、大約10000ohm-cm、大約20000ohm-cm、或甚至大約30000ohm-cm)。在這方面應(yīng)指出，所述高電阻率可跨越晶片或襯底的直徑或?qū)挾群?或厚度。但是，可選擇地，可在晶片或襯底中形成高電阻率區(qū)域，該區(qū)域在徑向表面的至少大約20%，并且優(yōu)選地至少大約30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或甚至大約95%上延伸，和/或該區(qū)域的深度或厚度為晶片或襯底厚度的至少大約20%,并且優(yōu)選地至少大約30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或甚至大約95%。例如在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，高電阻率區(qū)域可在晶片或襯底表面的大約50%到大約95%,或者大約70%到大約卯％上延伸，并且優(yōu)選地為晶片或襯底厚度的大約50%到大約95%,或者大約70%到大約90%。在這方面還應(yīng)理解，給定參數(shù)-不管是特定的比率、濃度、溫度、時(shí)間、電阻率等-的任何上述數(shù)值可與文中提到的一個(gè)或多個(gè)其它參數(shù)的任何其它數(shù)值一起使用，而不會(huì)背離本發(fā)明的范圍。另外應(yīng)理解，根據(jù)本發(fā)明，給定參數(shù)-不管是特定的比率、濃度、溫度、時(shí)間、電阻率等-的任何兩個(gè)上述數(shù)值可一起使用以限定比率、濃度、溫度、時(shí)間、電阻率等的范圍，而不會(huì)背離本發(fā)明的范圍。b.熱處理之后的冷卻迄今的經(jīng)驗(yàn)表明，至少在一些情況下，在上文詳細(xì)說(shuō)明的熱處理之后的冷卻條件(例如，冷卻速率)對(duì)于本發(fā)明并不十分重要。例如，對(duì)于在文中詳細(xì)說(shuō)明的在適于產(chǎn)生高電阻率狀態(tài)的溫度下對(duì)硅晶片進(jìn)行退火之后的冷卻速率的效果，已經(jīng)進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)。被迅速冷卻(例如，故意放在大的金屬板上驟冷)的樣品與被更緩慢冷卻(例如，通過(guò)從傳統(tǒng)的管式爐中拉出而自然冷卻)的樣品的比較表明沒(méi)有可辨別的差別。因此，可任選地使用受控冷卻，尤其是通it^目當(dāng)?shù)偷臏囟?例如，可能低至大約250'C、大約200"C、大約150'C或甚至大約100。C的溫度)以改進(jìn)電阻率控制。另外或可選擇地，應(yīng)指出，在已經(jīng)對(duì)晶片或襯底進(jìn)行文中詳細(xì)說(shuō)明的熱處理之后，可任選地將晶片或襯底冷卻到在大于大約75'C和小于大約250匸之間，或者在大約IOO"C和小于大約200。C之間的溫度，并且在此溫度下，或在此溫度范圍內(nèi)保持一段時(shí)間(例如數(shù)分鐘到大約l個(gè)小時(shí)，諸如大約5分鐘到小于大約60分鐘，或者大約10分鐘到小于大約45分鐘，或大約15分鐘到小于大約30分鐘)。c.熱處理之后的電阻率的張弛(relaxation)還應(yīng)指出，在一些情況下，在退火之后會(huì)發(fā)生電阻率的張弛。例如，熱處理之后的樣品的電阻率在穩(wěn)定在最終的或基本穩(wěn)定的值之前，可在一段時(shí)間內(nèi)(例如幾十個(gè)小時(shí)，諸如大約10個(gè)小時(shí)，大約25個(gè)小時(shí)，大約50個(gè)小時(shí)，大約75個(gè)小時(shí)，大約100個(gè)小時(shí)或更長(zhǎng)，或長(zhǎng)達(dá)大約5天或甚至一個(gè)星期)、在給定的溫度例如室溫下漂移大約10%、大約20%、大約30%、大約40%或甚至大約50%的量。迄今的經(jīng)驗(yàn)表明，在文中詳細(xì)說(shuō)明的熱處理之后，樣品電阻率隨著時(shí)間實(shí)際上向上漂移到更高的值。有時(shí)，在可確定電阻率的最終的或者基本穩(wěn)定的值之前會(huì)經(jīng)過(guò)數(shù)天或甚至一個(gè)星期。這里所述的測(cè)量已經(jīng)包含了這樣一個(gè)室溫穩(wěn)定時(shí)期。還應(yīng)指出，迄今的經(jīng)驗(yàn)表明，可通過(guò)將樣品的溫度升高到稍高于室溫(例如，通過(guò)將張弛溫度升高到高于大約25。C并低于大約75°C，或者高于大約40'C并低于50。C)來(lái)提高電阻率的張馳率。3.可選方法-兩步式退火法迄今的一些實(shí)驗(yàn)還表明，可選擇地，應(yīng)用兩步退火法代替在適當(dāng)選定的溫度的單步退火法是有利的。兩步退火法包括在被確定為適合于所述晶片或晶片系綜(ensemble)的任何溫度下的上文描述的高電阻率退火之前，添加低溫預(yù)退火步驟。至少在一些情況下，利用所述兩步法可以改進(jìn)用于將這種晶片轉(zhuǎn)變到高電阻率狀態(tài)的時(shí)間和工藝窗口；換句話(huà)說(shuō)，在較高溫度范圍內(nèi)可使用較少的退火時(shí)間，和/或在三個(gè)關(guān)聯(lián)的參數(shù)方面可實(shí)現(xiàn)較寬的參數(shù)窗口。預(yù)退火的用途是產(chǎn)生較大的純"常規(guī)"熱施主濃度(即，在低于大約480'C的溫度下)，該濃度接近或者超過(guò)在高電阻率退火之前的晶片內(nèi)的硼濃度。在最迅速地生成常規(guī)熱施主的溫度下進(jìn)行此操作是有利的。熱施主生成的最大速率通常在例如大于大約425'C和小于大約460'C，或者大約435。C和大約450'C之間的溫度下出現(xiàn)。產(chǎn)生足夠高的熱施主濃度所需的處于這些溫度下的時(shí)間量將隨著硼濃度和氧濃度而改變。但是，可通過(guò)隨著時(shí)間監(jiān)控樣品電阻率用實(shí)驗(yàn)方法容易地確定該時(shí)間量。當(dāng)樣品從p型轉(zhuǎn)變?yōu)閚型時(shí)，熱施主的濃度超過(guò)硼濃度。在低溫區(qū)域內(nèi)建立足夠高的常規(guī)熱施主濃度之后，對(duì)這些晶片進(jìn)行高溫(例如，大于大約480'C的溫度)退火(即，用于所述晶片的氧濃度和硼濃度的合適溫度)，以便將這些晶片轉(zhuǎn)變到高電阻率狀態(tài)。如文中其它部分所說(shuō)明的(針對(duì)單步實(shí)施例)，這種兩步法實(shí)施例可在金屬化之后或之前使用。在這方面應(yīng)指出，在大多數(shù)情況下，這種兩步法的總時(shí)間可能超過(guò)單步法的時(shí)間。但是，這種處理可帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)包括工藝穩(wěn)定性提高，并且在高于大約480。C的溫度下花費(fèi)的時(shí)間少。4.組件和其中的可變性本發(fā)明的方法能夠制備文中所述的CZ硅結(jié)構(gòu)或CZ晶片的組件；即，本發(fā)明能夠制備CZ硅結(jié)構(gòu)或CZ晶片的組件，以便文中給出的每種結(jié)構(gòu)或晶片具有本發(fā)明的高電阻率特征。這種組件可包含例如至少大約10個(gè)結(jié)構(gòu)或晶片，并且可任選地包含至少大約20、大約30、大約40、大約50或更多的結(jié)構(gòu)或晶片。根據(jù)本發(fā)明，上述組件內(nèi)的這些晶片或者這些結(jié)構(gòu)的襯底中的兩個(gè)或更多個(gè)的氧濃度可相差至少大約O.lppma、大約O.Sppma、大約lppma、大約1.5ppma、大約2ppma、大約2.5ppma、大約3ppma、大約3.5ppma、大約4ppma、大約4.5ppma、或大約5ppma。另外或可選擇地，上述組件內(nèi)的每個(gè)所述晶片或襯底的氧濃度可在大約5ppma到大約20ppma、大約8ppma到大約15ppma、大約IO到大約14ppma、或大約ll到大約13ppma的范圍內(nèi)。還根據(jù)本發(fā)明，上述組件內(nèi)的這些晶片或者這些結(jié)構(gòu)的襯底中的兩個(gè)或更多個(gè)的硼濃度可相差至少大約1%、大約2%、大約3%、大約4%、大約5%、大約6%、大約7%、大約8%、大約9%、大約10%、大約12%、大約14%、大約16%、大約18%、或大約20%。另外或可選擇地，所述組件內(nèi)的兩個(gè)或更多個(gè)所述晶片或襯底的硼濃度可相差至少大約1%到小于大約20%、大約2%到大約18%、大約4%到大約16%、大約6%到大約14%、或者大約8%到大約12%。在這方面應(yīng)指出，可以任選地對(duì)具有[Oi和/或[B的一定分布、甚至是大于上文限定的范圍的分布一批這種襯底或晶片進(jìn)行測(cè)量，并且將其分類(lèi)為被i殳計(jì)成在不同的溫度下進(jìn)行熱處理的兩個(gè)或更多組。這樣，嚴(yán)格控制晶片或襯底規(guī)格的附加成本可被兩個(gè)或更多不同退火程序的增加的復(fù)雜性所抵消。在這方面還應(yīng)指出，對(duì)于氧濃度和/或硼濃度的可變性，給定晶片或襯底中也可存在變化。更具體地說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)一種晶片和/或一種用于制備該晶片的方法，其中該晶片具有正面和背面，圓周邊緣，基本上垂直于所述正面和背面中的每一個(gè)的中心軸線(xiàn)，以及從所述中心軸線(xiàn)基本平行于所述正面和背面中的每一個(gè)并且朝該圓周邊緣延伸的半徑，所述晶片具有沿所述半徑變化的氧濃度和/或硼濃度。可選擇地，本發(fā)明可針對(duì)一種具有單晶硅村底的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的所述襯底具有正面層和背面層，圓周邊緣，基本上垂直于所述正面層和背面層中的每一個(gè)的中心軸線(xiàn)，以及從所述中心軸線(xiàn)基本平行于所述正面層和背面層中的每一個(gè)并且朝該圓周邊緣延伸的半徑，所述襯底具有沿所述半徑變化的氧濃度和/或硼濃度。在這兩個(gè)實(shí)施例的任一個(gè)中，沿所述半徑的氧濃度可改變至少大約O.lppma、大約0.5ppma、大約lppma、大約1.5ppma、大約2ppma、大約2.5ppma、大約3ppma、大約3.5ppma、大約4ppma、大約4.5ppma、或大約5ppma(該濃度例如從大約5ppma到大約20ppma、從大約8ppma到大約15ppma、從大約10ppma到大約14ppma、或者從大約llppma到大約13ppma變化)。另外或可選擇地，沿所述半徑的硼濃度可改變至少大約1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、12%、14%、16%、18%或20%(該濃度例如從至少大約1%到小于大約20%、從大約2%到大約18%、從大約4%到大約16%、從大約6%到大約14%、或者從大約8%到大約12%變化)。5.其它晶片實(shí)施例應(yīng)指出，經(jīng)受文中詳述的熱處理的晶片可任選地是外延或SOI晶片；即，經(jīng)本發(fā)明的方法處理的晶片可任選地在其表面上具有外延層，或者該晶片可以是多層結(jié)構(gòu)的一部分，其中該多層結(jié)構(gòu)的操作晶片具有高電阻率。因此，在這些實(shí)施例中，三個(gè)參數(shù)的聯(lián)^L格(jointspecification)是指外延襯底或者在SOI結(jié)構(gòu)的埋置氧化物層下方的襯底(即該結(jié)構(gòu)的操作晶片)的特性。外延或SOI器件層本身可基本上具有任何電阻率。另外，外延層的氧濃度可在本領(lǐng)域內(nèi)已知的傳統(tǒng)范圍內(nèi)，因而自然較低。還應(yīng)指出，外延淀積可使用本領(lǐng)域內(nèi)已知的方法執(zhí)行。另外，絕緣體上半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)也可使用本領(lǐng)域內(nèi)已知的方法(例如，氫注入或鍵合應(yīng)用)制備。絕緣體上半導(dǎo)體組合物可如Lyer等人的美國(guó)專(zhuān)利No.5494849中所述地形成。6.器件制造應(yīng)指出，盡管可以如上所述制造具有高電阻率的硅晶片，其中硼濃度、氧濃度和退火溫度被控制，但是這種硅晶片仍將經(jīng)歷器件制造過(guò)程以便得到最終的高電阻率半導(dǎo)體器件產(chǎn)品。半導(dǎo)體器件制造過(guò)程包括對(duì)硅晶片進(jìn)行加熱和冷卻，并且在硅晶片的表面上添加器件。所述加熱和冷卻通常影響硼和氧的濃度和分布，并且可降低利用文中所述的方法獲得了高電阻率的硅晶片的電阻率；即，通過(guò)文中所述的方法制造的高電阻率硅晶片在經(jīng)歷器件制造過(guò)程時(shí)可能失去高電阻率。因此，本發(fā)明的一個(gè)方面包括操控器件制造過(guò)程以便可制造用于電子器件的高電阻率半導(dǎo)體器件(例如，通常具有大于大約lkohm-cm的電阻率的器件)。這種器件包括例如電子器件諸如集成電路或微芯片，以及無(wú)源電器件諸如平面電感或RC濾波器。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)一種用于制造包含硅晶片的半導(dǎo)體器件的方法，其中根據(jù)文中其它部分給出的等式(la)表述的關(guān)系，和/或根據(jù)文中其它部分給出的范圍，保持退火溫度、硼濃度和氧濃度。如前文指出的，由退火過(guò)程產(chǎn)生的高電阻率狀態(tài)對(duì)于高溫?zé)崽幚硗ǔ２环€(wěn)定。從而，在高溫下該效果基本上可被消除。因此，至少在一些實(shí)施例中，應(yīng)用于給定規(guī)格的晶片以便將該晶片轉(zhuǎn)變到高電阻率狀態(tài)的特定熱處理優(yōu)選地在器件制造過(guò)程結(jié)束或臨近結(jié)束時(shí)才4皮應(yīng)用。最優(yōu)選地，此熱處理通常但不是必須地用作器件制造過(guò)程通常所需要的"后金屬化退火"步驟。但是，盡管當(dāng)?shù)玫降木蚬杞Y(jié)構(gòu)經(jīng)歷隨后的包含過(guò)高溫度或過(guò)長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的加熱步驟時(shí)，本發(fā)明的方法的效果可能喪失，但是可通過(guò)以與本發(fā)明一致的方式重新加熱該晶片或結(jié)構(gòu)，以返回或恢復(fù)高電阻率狀態(tài)或效果。還應(yīng)指出，圖12內(nèi)的框圖示出了與本發(fā)明一致的器件制造過(guò)程的基本實(shí)施例。但是，可選擇地，如圖13內(nèi)的框圖所示，可能需要在金屬化之前應(yīng)用高電阻率退火處理。例如，最終完成的所述器件可能甚至在實(shí)現(xiàn)預(yù)期的高電阻率狀態(tài)或效果所需的最低溫度(被認(rèn)為是例如大約480°C)下也不穩(wěn)定。如果這樣，則然后可執(zhí)行后金屬化退火，但是該后金屬化退火優(yōu)選地局限于并非遠(yuǎn)大于大約400'C的溫度(例如，大約425'C或大約450°C)和較短的時(shí)間(例如，至多為大約10到大約40分鐘、或大約20到大約30分鐘的最大值)，以避免減少或消除高電阻率效果。但是，如果晶片具有非常低的氧濃度，則可將隨后的后金屬化熱處理的參數(shù)擴(kuò)展到更高溫度和/或更長(zhǎng)時(shí)間。7.器件處理期間的氧沉淀控制應(yīng)指出，對(duì)于本發(fā)明很重要的氧濃度是在用于制造器件的過(guò)程之后的間隙氧濃度。因此，如果氧沉淀存在任何可測(cè)量的氧損耗，則應(yīng)對(duì)此予以考慮。對(duì)于通常所關(guān)注的大多數(shù)應(yīng)用(例如，非常高速的因此非常小的器件)，用于所述過(guò)程的"熱衡算"可被限制。換句話(huà)說(shuō)，沉淀的氧損耗的范圍受限。因此，對(duì)于所有目的和用途，間隙氧濃度可基本等于最終氧濃度。如果情況并非如此，則可進(jìn)行一些工作以確保均勻的氧沉淀特性，這意味著例如至少在一些情況下，對(duì)晶片或結(jié)構(gòu)進(jìn)行"tabularasa"熱處理(即，例如美國(guó)專(zhuān)利No.6336968內(nèi)乂>開(kāi)的用于無(wú)氧沉淀的過(guò)程，該專(zhuān)利結(jié)合在此作為參考)，或者M(jìn)DZ熱處理(即，例如美國(guó)專(zhuān)利Nos.5994761;6204152;6191010;6284384和6236104內(nèi)7>開(kāi)的用于控制氧;冗淀的過(guò)禾呈，這些專(zhuān)利結(jié)合在此作為參考)。8.測(cè)量技術(shù)根據(jù)本發(fā)明，應(yīng)指出，所述電阻率是指使用本領(lǐng)域內(nèi)已知的方法通過(guò)表面四點(diǎn)樨:針測(cè)量的表面電阻率，和/或是指使用本領(lǐng)域內(nèi)已知的方法通過(guò)擴(kuò)展電阻測(cè)量的在晶片表面或襯底層以下至少大約50、大約75、大約100、大約125、大約150、大約175、大約200微米或更深處確定的電阻率。可使用本領(lǐng)域內(nèi)公知的SIMS、霍爾效應(yīng)和/或紅外光鐠技術(shù)來(lái)測(cè)量摻雜劑濃度。還可使用本領(lǐng)域內(nèi)已知的方法通過(guò)霍爾效應(yīng)和/或紅外吸收光譜法來(lái)檢測(cè)硅中的熱施主。9.CZ晶片直徑應(yīng)指出，根據(jù)本發(fā)明制備的CZ晶片通常具有至少大約150mm的標(biāo)稱(chēng)直徑，并且優(yōu)選地具有至少大約200mm、大約300mm或更大的標(biāo)稱(chēng)直徑。10.示例性方法實(shí)施例在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，可通過(guò)在大約505'C到大約515。C的溫度下，對(duì)具有大約12ppma到大約15ppma的間隙氧濃度和大約2.75x10"cirT3到大約3.25x10"cnT3的硼濃度的CZ硅晶片或者包含CZ晶片作為襯底的硅結(jié)構(gòu)進(jìn)行大約10分鐘到大約100分鐘的熱處理，以形成如上文限定的高電阻率晶片或結(jié)構(gòu)的襯底。得到的晶片或者硅結(jié)構(gòu)的襯底的電阻率在大約1200ohm-cm到大約1900ohm-cm的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，可通過(guò)在大約500'C到大約525°C的溫度下，對(duì)具有大約12到大約15卯ma的間隙氧濃度和大約2.75x10"cnT3到大約3.25x10"cnT3的硼濃度的CZ硅晶片或者包含CZ晶片作為襯底的硅結(jié)構(gòu)進(jìn)^f亍大約80到大約150分鐘的熱處理，以形成如上文限定的高電阻率晶片或結(jié)構(gòu)的襯底。得到的晶片或者硅結(jié)構(gòu)的村底的電阻率在大約500到大約2000ohm-cm的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，可通過(guò)在大約490'C到大約495'C的溫度下，對(duì)具有大約8到大約12ppma的間隙氧濃度和大約5.50x1013cnr3到大約6.00x1013cnT3的硼濃度的CZ硅晶片或者包含CZ晶片作為襯底的硅結(jié)構(gòu)進(jìn)行大約60到大約80分鐘的熱處理，以形成如上文限定的高電阻率晶片或結(jié)構(gòu)的襯底。得到的晶片或者硅結(jié)構(gòu)的襯底的電阻率在大約1500到大約2800ohm-cm的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，可通過(guò)在大約490到大約495。C的溫度下，對(duì)具有大約8到大約12ppma的間隙氧濃度和大約5.50x1013ciir3到大約6.00x1013cnT3的硼濃度的CZ硅晶片或者包含CZ晶片作為襯底的硅結(jié)構(gòu)進(jìn)行大約60到大約80分鐘的熱處理，以形成如上文限定的高電阻率晶片或結(jié)構(gòu)的襯底。得到的晶片或者硅結(jié)構(gòu)的襯底的電阻率在大約1500到大約2500ohm-cm的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，可通過(guò)在大約510到大約535'C的溫度下，對(duì)具有大約6到大約8ppma的間隙氧濃度和大約1.75xlO"cm-3到大約2.25x10"crrT3的硼濃度的CZ硅晶片或者包含CZ晶片作為襯底的硅結(jié)構(gòu)進(jìn)行大約40到大約110分鐘的熱處理，以形成如上文限定的高電阻率晶片或結(jié)構(gòu)的襯底。得到的晶片或者硅結(jié)構(gòu)的襯底的電阻率在大約350到大約ll,OOOohm畫(huà)cm的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，可通過(guò)在大約495到大約530。C的溫度下，對(duì)具有大約6到大約8ppma的間隙氧濃度和大約4.5x1013cnT3到大約5.0x1013ciif3的硼濃度的CZ硅晶片或者包含CZ晶片作為襯底的硅結(jié)構(gòu)進(jìn)行大約10到大約70分鐘的熱處理，以形成如上文限定的高電阻率晶片或結(jié)構(gòu)的襯底。得到的晶片或者硅結(jié)構(gòu)的襯底的電阻率在大約800到大約19，500ohm-cm的范圍內(nèi)。另外，在這些或文中所述的其它實(shí)施例中，應(yīng)指出，硅晶片或硅結(jié)構(gòu)的襯底可任選地被摻雜除了金(Au)以外的物質(zhì)；即，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，高電阻率晶片或高電阻率硅結(jié)構(gòu)的村底沒(méi)有摻雜金。示例下文給出的示例僅是為了說(shuō)明。因此，它們不應(yīng)被看作是限制性的。示例1圖14內(nèi)示出可使用本發(fā)明的技術(shù)得到的并且如文中等式(la)表述的結(jié)果的示例。圖14內(nèi)的電阻率數(shù)據(jù)由在本發(fā)明限定的條件下對(duì)晶片退火期間的不同階段對(duì)載流子濃度的霍爾效應(yīng)測(cè)定得到。在此示例中，使用最初具有大約300ohm-cm的電阻率(即，[B]等于大約4ei:3ciir3)和大約6.5el7cnT3的氧濃度的樣品。在此類(lèi)型的樣品中實(shí)現(xiàn)高電阻率效果的合適的退火溫度^L確定為大約530。C。在此特定示例中，樣品內(nèi)還存在先前生成的熱施主，并且在退火之前樣品實(shí)際上是n型(由于先前在大約450°C的3個(gè)小時(shí)的退火)。圖14示出從霍爾效應(yīng)測(cè)定推導(dǎo)出的在大約530°C的退火期間此樣品的電阻率隨時(shí)間的發(fā)展。初始為n型的樣品朝非常高的電阻率值迅速?gòu)埑凇Ｋ龈唠娮杪手?2-20kohm-cm)在大約2小時(shí)的退火中不變。這是非常令人驚訝的結(jié)果，并且與"常規(guī)，，熱施主的預(yù)期結(jié)果不同。此外，在晶片內(nèi)的不同位置(例如，徑向位置)以及甚至對(duì)相同類(lèi)型的其它晶片進(jìn)行的測(cè)量表明類(lèi)似的特性。在具有合適參數(shù)組合的很大范圍內(nèi)的許多樣品中已經(jīng)觀(guān)察到類(lèi)似的特性，并且下文提供了更多示例。應(yīng)指出，在這種樣品的整個(gè)深度中的擴(kuò)展電阻測(cè)量表明體電阻率非常均勻。這與傳統(tǒng)熱施主的特性也非常不同。在傳統(tǒng)熱施主的情況下，當(dāng)接近從p型到n型材料的轉(zhuǎn)變時(shí)，由于在生長(zhǎng)期間其結(jié)合(incorporation)中的條紋(例如，以大約100微米的典型周期)導(dǎo)致的氧濃度的自然變化足以使晶片在整個(gè)晶片厚度中與氧條紋同步地變化，甚至在整個(gè)厚度中從n型轉(zhuǎn)為p型。應(yīng)指出，利用本發(fā)明的技術(shù)制造的高電阻率材料顯示出不受氧(或硼)濃度條紋的影響。示例2為了補(bǔ)充上面的示例1,并且進(jìn)一步展示由本發(fā)明提供的(并且根據(jù)文中給出的等式(la)的)非常需要的條件的"近似"匹配性，在接近這種類(lèi)型的材料的計(jì)算溫度-在此情況下為大約530'C-的溫度下對(duì)與示例1中使用的樣品類(lèi)似的樣品進(jìn)行退火。圖15內(nèi)示出在退火之后的飽和電阻率的結(jié)果。示例3比較示例此示例是為了示出在沒(méi)有自補(bǔ)償效果的條件下，電阻率-溫度曲線(xiàn)p(T)的情況。在簡(jiǎn)單的"常規(guī)"情況下，當(dāng)不存在基于重構(gòu)的自補(bǔ)償時(shí)，電阻率基本上僅被所實(shí)現(xiàn)的差N=2Ntd(T，C)-Na控制。當(dāng)N>0時(shí)，載流子(電子)濃度為n=N。在NO時(shí)，載流子(空穴)濃度是p二N。更概括地說(shuō)，對(duì)于非常小的差N,電阻率可逼近^4it值，并且在此情況下可使用n和p的更一般的表達(dá)式(該表達(dá)式很少被滿(mǎn)足)n=N/2+[(N/2)2+ni21/2(2)p=-N/2+[(N/2)2+ni21/2(3)其中，叫是￡電子濃度(在室溫下接近大約1.3x101Gcm-3)。電阻率為p=l/(e|unn+eMPp)。漂移遷移率ILin，Mp分別為大約1550cm2/sV和大約450cm2/sV(室溫下)。施主/受主差N可使用Na和2Ntd的精確一致性所要求的(沒(méi)有新發(fā)現(xiàn)的"自補(bǔ)償"效果)溫度Te方便地表述N=NA[exp(Etd/kT-Etd/kTc)-l(4)因此，由于參數(shù)Etd/kT在Tc的較窄范圍內(nèi)不會(huì)發(fā)生很大改變，所以該值幾乎是溫度偏差T-Tc的通用函數(shù)。圖15a內(nèi)示出所實(shí)現(xiàn)的電阻率對(duì)于與精確補(bǔ)償?shù)臏囟萒c的溫度偏差的計(jì)算出的相關(guān)性。對(duì)于硼濃度NA，假定代表值為大約3x10"cnT3(這對(duì)應(yīng)于等于大約463ohm-em的起始電阻率pA)和大約1014cnT3(電阻率為大約139ohm-cm)。補(bǔ)償溫度T。取定為大約520匸。應(yīng)指出，所述結(jié)果基本上對(duì)Tc不敏感。圖15a和15b的曲線(xiàn)給出了所實(shí)現(xiàn)的電阻率的絕對(duì)值的情況。但是，根據(jù)上面的等式(4)，所實(shí)現(xiàn)的載流子濃度實(shí)際上與NA成比例，并且電阻率相應(yīng)地與初始值PA成比例。因此，存在與初始電阻率無(wú)關(guān)并且僅對(duì)溫度偏量T-Tc敏感的電阻率增強(qiáng)因子Fr(所實(shí)現(xiàn)的電阻率與初始電阻率的比)。圖15b內(nèi)示出增強(qiáng)因子。示例4-9通過(guò)研究許多使用文中概述的技術(shù)和關(guān)系(參見(jiàn)例如等式(la))從多種硼和氧濃度組合產(chǎn)生高電阻率狀態(tài)的示例，來(lái)收集額外的數(shù)據(jù)。下文給出一些數(shù)據(jù)圖表，其示出(根據(jù)等式(la))對(duì)于相關(guān)晶片的給定的[Oi和[B]計(jì)算出"理想的"或優(yōu)選的退火溫度的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。從這種晶片取得樣品，然后在接近這一溫度的溫度下對(duì)該樣品進(jìn)行多次退火。對(duì)其它樣品在該"理想的"或優(yōu)選的溫度附近的其它溫度下進(jìn)行多次退火。這樣可獲得關(guān)于可接受的變化的窗口大小或范圍的其它數(shù)據(jù)。應(yīng)指出，對(duì)其中一些樣品在450。C下預(yù)退火，以便在計(jì)算出的溫度下進(jìn)行自補(bǔ)償退火之前產(chǎn)生高的"穩(wěn)定"或常規(guī)熱施主濃度。下文給出通過(guò)應(yīng)用這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電阻率增加的示例。在這些示例中，收集具有氧和硼濃度的不同組合的晶片。在每個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)圖表(即，表1-6)的標(biāo)題中示出在試驗(yàn)中在每個(gè)晶片的中心位置的實(shí)際氧和硼濃度。使用上述技術(shù)，確定適合于氧和硼濃度的特定組合的退火溫度。所述計(jì)算出的溫度也在每個(gè)圖表的標(biāo)題中列出。然后將晶片切成小塊，并且在處于或接近為每個(gè)小塊所來(lái)自的晶片計(jì)算出的溫度的溫度下對(duì)每個(gè)小塊單獨(dú)退火一段時(shí)間。在退火之后，通過(guò)四點(diǎn)揮:針測(cè)量法確定在圍繞理想的所計(jì)算出的溫度的溫度范圍內(nèi)的退火期間樣品電阻率隨時(shí)間的發(fā)展(在退火和四點(diǎn)探針測(cè)量之間可進(jìn)行一段時(shí)期的室溫貯藏，大約至少為數(shù)天-見(jiàn)下文)。在適合于退火時(shí)間和溫度的方框內(nèi)指示獲得的電阻率結(jié)果。在每個(gè)樣品方框內(nèi)，還提供了樣品被確定為n型還是p型的指示。但是，應(yīng)指出，對(duì)于非常高的電阻率值(例如，大于大約lkohm-cm)，使用這里采用的方法確定類(lèi)型可能有些問(wèn)題。通過(guò)研究很大范圍內(nèi)的硼和氧濃度的組合，證實(shí)了本發(fā)明的一般原理。該樣品集合覆蓋了各種計(jì)算出的"理想的，，或優(yōu)選的溫度(從大約495°C到大約530°C)。通常，與模型很好地符合，并且發(fā)現(xiàn)的溫度窗口一致很大。示例4表l:在大約450。C下預(yù)退火3個(gè)小時(shí)的來(lái)自晶片(MM仍外的樣品的電阻率(ohm-cm);初始電阻率為大約43ohm-cm;[B為大約3.03x10"cm'3;[Oi]為大約14ppma(7x10"cm3);并且Tcalc為大約510X3。<table>tableseeoriginaldocumentpage35</column></row><table>在這方面應(yīng)指出，文中此處以及它處給出的電阻率可使用本領(lǐng)域內(nèi)已知的計(jì)算容易地轉(zhuǎn)化成B]。(還可春見(jiàn)例如www.solecon.com(即，www.solecon.com/sra/rho2ccal.htm)上的可在線(xiàn)獲得的轉(zhuǎn)4匕計(jì)算器)。示例5表2:晶片04246959(沒(méi)有預(yù)退火)；初始電阻率為大約"ohm-cm;B為大約3.03x1014cmo;[Oi為大約7x1017chT3;Tcalc為大約510.4。C。<table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table>示例6表3:晶片419DFA-1(沒(méi)有預(yù)退火)；初始電阻率為大約2"ohm-cm;[Bl為大約5.77x1013cnT3;[Oi為大約9.28卯ma;Tcalc為大約494.6°C。時(shí)間485°C490°C495°C500。C505°C510°C5150C520oC20分鐘496P_275P-40分鐘752P-476P-60分鐘2775P-1497P-231P-262P-286P-70分鐘2310P-1978P-450P-352P-219P_80分鐘2106P_263P-315P-化8P-90分鐘274P_419P-258P-100分鐘293P-374P-205P-"0分鐘392P-383P-211P_120分鐘437P-560P_180分鐘423P_240分鐘1359P_示例7表4:晶片419DFA-2(沒(méi)有預(yù)退火)；初始電阻率為大約2"ohm-cm;[B為大約5.72x1013cm3;Oi為大約9.41ppma;并且Tcak為大約495.8。C。<table>tableseeoriginaldocumentpage38</column></row><table>示例8表5:晶片MQ0AMMH(沒(méi)有預(yù)退火)；初始電阻率為大約65ohm-cm;[B為大約2.00xl014cm-3;[Oi〗為大約7.24xl017cT3;并且T硃為大約<table>tableseeoriginaldocumentpage39</column></row><table>示例9表6:晶片TR6(CTSQX0(B)(沒(méi)有預(yù)退火)；初始電阻率為大約270ohm-cm;[B為大約4.81xI013ciir3;[Oil為大約6.6xl017cnT3;并且Twe為大約53i.:rc。<table>tableseeoriginaldocumentpage40</column></row><table>示例10在此示例中，還研究了在大約400。C下的短的后工藝(post-process)退火對(duì)高電阻率狀態(tài)的穩(wěn)定性的影響。在這些試驗(yàn)中^f吏用兩種樣品。它們是通過(guò)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)高電阻率的樣品。這通過(guò)在大約5刈。C的退火實(shí)現(xiàn)(此試驗(yàn)中使用的樣品類(lèi)似于其電阻率結(jié)果在圖"內(nèi)示出的樣品；換句話(huà)說(shuō)，大約300ohm-cm的初始硼受控電阻率，大約6.6el7cnT3的氧濃度)。退火處理以后建立這種材料的高電阻率狀態(tài)，其中一個(gè)樣品是P型并且另一個(gè)是n型。這些樣品均具有高電阻率，該電阻率超過(guò)大約lkohm-cm。在本實(shí)驗(yàn)中所關(guān)注的是由文中所述退火過(guò)程產(chǎn)生的高電阻率狀態(tài)對(duì)于其它熱處理的穩(wěn)定性。為此，在大約400。C下對(duì)這些樣品順次退火，并且在退火之間確定電阻率。因此，在大約10和大約60分鐘之間的退火時(shí)間上確定在這種退火期間電阻率和高電阻率狀態(tài)的張弛的時(shí)間相關(guān)性。圖17中總結(jié)了這些結(jié)果。在等于0分鐘的時(shí)刻，給出試驗(yàn)中的晶片的高電阻率的初始值。在最短退火(即，大約10分鐘)之后，電阻率仍保持很高。對(duì)于最初為p型的樣品，電阻率甚至?xí)黾?并且導(dǎo)電類(lèi)型改變?yōu)閚型)。進(jìn)一步增加退火時(shí)間會(huì)導(dǎo)致電阻率逐漸降低。最后，在大約60分鐘之后，得到的樣品具有可與生長(zhǎng)狀態(tài)的材料的電阻率相比的較低的電阻率(例如，大約300ohm-cm)。從這里得出的結(jié)論是，如果退火時(shí)間不太長(zhǎng)(例如，小于大約60分鐘)，則在大約400'C的處理之后可保持高電阻率狀態(tài)。對(duì)于具有中等硼濃度的樣品CTSQX003和18HLBA-1A,通過(guò)在大約530。C退火實(shí)現(xiàn)高電阻率。圖17內(nèi)的曲線(xiàn)是針對(duì)具有所實(shí)現(xiàn)的相反導(dǎo)電類(lèi)型的兩個(gè)不同樣品。示例11在此示例中，研究氧潔凈區(qū)對(duì)形成高電阻率村底的影響；即，研究氧外擴(kuò)散表面區(qū)域?qū)ο蚋唠娮杪薁顟B(tài)的轉(zhuǎn)化的影響。在此實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)在大約1100。C下熱處理大約3個(gè)小時(shí)使大量的氧從包含大約6.6el7cm-s的體氧的樣品中向外擴(kuò)散。該處理的特征擴(kuò)散長(zhǎng)度2(Dt)^是大約17微米。晶片電阻率為大約300ohm-cm，并且從氧和硼濃度的這種特定組合得到的預(yù)期退火溫度^f皮確定為大約530°C。在具有和不具有氧外擴(kuò)散處理、并且還具有和不具有插在外擴(kuò)散和高電阻率處理之間的在450。C的3個(gè)小時(shí)的熱施主預(yù)退火的情況下，對(duì)樣品進(jìn)行退火。以下示出樣品描述<table>tableseeoriginaldocumentpage42</column></row><table>圖17A-D內(nèi)示出退火之后樣品的擴(kuò)散電阻剖面測(cè)量(profiling)的結(jié)果。示例12-17類(lèi)似于上文示例4-9中詳述的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行額外的實(shí)驗(yàn)。下文總結(jié)了這些實(shí)驗(yàn)(即，示例12-17)的細(xì)節(jié)。示例12在大約505。C到大約515。C，對(duì)具有大約12到大約15ppma的初始氧濃度和大約2.75x10"cnT3到大約3.25x1014ciir3的硼濃度的多個(gè)CZ晶片或包含來(lái)源于CZ硅結(jié)構(gòu)的襯底的硅結(jié)構(gòu)熱處理大約IO到大約100分鐘。得到的晶片或所述結(jié)構(gòu)的襯底的電阻率在大約1200到大約l卯Oohm-cm的范圍內(nèi)。示例13在大約500。C到大約525"C,對(duì)具有大約12到大約15ppma的初始氧濃度和大約2.75x1014cm-3到大約3.25x10"cnT3的硼濃度的多個(gè)CZ晶片或包含來(lái)源于CZ硅結(jié)構(gòu)的襯底的硅結(jié)構(gòu)熱處理大約80到大約150分鐘。得到的晶片或所述結(jié)構(gòu)的襯底的電阻率在大約500到大約2000ohm-cm的范圍內(nèi)。示例14在大約490。C到大約495'C,對(duì)具有大約8到大約12ppma的初始氧濃度和大約5.50x101311-3到大約6.00x1013cm-3的硼濃度的多個(gè)CZ晶片或包含來(lái)源于CZ硅結(jié)構(gòu)的襯底的硅結(jié)構(gòu)熱處理大約60到大約80分鐘。得到的晶片或所述結(jié)構(gòu)的村底的電阻率在大約1500到大約2800ohm-cm的范圍內(nèi)。示例15在大約4卯。C到大約495'C,對(duì)具有大約8到大約12ppma的初始氧濃度和大約5.50x1013cm-3到大約6.00x1013cm—3的硼濃度的多個(gè)CZ晶片或包含來(lái)源于CZ硅結(jié)構(gòu)的襯底的硅結(jié)構(gòu)熱處理大約60到大約80分鐘。得到的晶片或所述結(jié)構(gòu)的村底的電阻率在大約1500到大約2500ohm-cm的范圍內(nèi)。示例16在大約510。C到大約535°C，對(duì)具有大約6到大約8ppma的初始氧濃度和大約1.75x1014cm-3到大約2.25x1014cm-3的硼濃度的多個(gè)CZ晶片或包含來(lái)源于CZ硅結(jié)構(gòu)的襯底的硅結(jié)構(gòu)熱處理大約40到大約110分鐘。得到的晶片或所述結(jié)構(gòu)的襯底的電阻率在大約350到大約11,000ohm-cm的范圍內(nèi)。示例17在大約495。C到大約530°C,對(duì)具有大約6到大約8ppma的初始氧濃度和大約4.5x1013cm-3到大約5.0x1013cm-3的硼濃度的多個(gè)CZ晶片或包含來(lái)源于CZ硅結(jié)構(gòu)的襯底的硅結(jié)構(gòu)熱處理大約10到大約70分鐘。得到的晶片或所述結(jié)構(gòu)的襯底的電阻率在大約800到大約19,500ohm-cm的范圍內(nèi)。示例18在此示例中，根據(jù)本發(fā)明對(duì)兩組CZ晶片進(jìn)行高電阻率熱處理，以便顯示兩組晶片的特性。首先在450。C對(duì)此試驗(yàn)中的所有晶片進(jìn)行3個(gè)小時(shí)的熱處理。隨后，對(duì)第一組晶片(組1)在基于它們的氧和硼濃度根據(jù)等式(la)建立的溫度下一起退火(即，530°C，30分鐘)。對(duì)第二組晶片(組2)也在基于它們的氧和硼濃度根據(jù)等式(la)建立的溫度下一起退火(即，510匸，30分鐘)。下表總結(jié)了此示例的結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage44</column></row><table>應(yīng)理解，上述說(shuō)明是示例性的而不是限制性的。通過(guò)閱讀上述說(shuō)明，許多實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的。因此本發(fā)明的范圍不應(yīng)僅參照上述說(shuō)明確定，而是應(yīng)參照權(quán)利要求以及賦予這些權(quán)利要求的等同物的全部范圍確定。在介紹本發(fā)明或者其實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞"一"、"該"和"所述"是指存在一個(gè)或多個(gè)該元件。術(shù)語(yǔ)"包含"、"包括，，和"具有"是包含性的，它是指除了列出的元件之外還可以存在其它元件。通過(guò)端點(diǎn)列出的數(shù)值范圍包含在該范圍內(nèi)的所有數(shù)值。例如，被描迷為在1和5之間的范圍包含1、1.6、2、2.8、3、3.2、4、4.75和5。權(quán)利要求1.一種用于制備高電阻率硅結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括對(duì)包含初始電阻率為至少大約50ohm-cm的CZ單晶硅襯底的硅結(jié)構(gòu)在一段時(shí)間內(nèi)和一定溫度下進(jìn)行熱處理，從而所得到的經(jīng)過(guò)熱處理的結(jié)構(gòu)的襯底具有熱施主濃度[TD]和受主濃度[A]，其中比率[TD]∶[A]在大約0.8∶1和大約1.2∶1之間。2.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征在于，所述比率在大約0.9:1和大約1.1:1之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，硼原子是所述受主，氧蔟是所述熱施主。4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)的村底的硼濃度[B和氧濃度[Oi，以及熱處理的溫度T通過(guò)以下等式相關(guān)聯(lián)[B=lel4([Oi/Oiref)nexp(E/kT-E/kTref)其中[B是硼濃度；[Oiref是基準(zhǔn)間隙氧濃度并且大約為6.6el7cnr3;Oi是所述結(jié)構(gòu)的襯底的實(shí)際間隙氧濃度；n是氧指數(shù)并且大約為7;E是激活能并且大約為4eV;k是波耳茲曼常數(shù)；T是熱處理的實(shí)際溫度；以及Tref是基準(zhǔn)溫度并且大約為520。C;并且其中(i)對(duì)于給定的硼濃度[B，氧濃度可以是計(jì)算出的濃度的大約+M).5ppma,熱處理的溫度可以是計(jì)算出的溫度的大約+/-10。C;(ii)對(duì)于給定的氧濃度[Oi，硼濃度可以是計(jì)算出的濃度的大約+/-20%,熱處理的溫度可以是計(jì)算出的溫度的大約+/-10"€;以及(iii)對(duì)于給定的熱處理溫度T，氧濃度可以是計(jì)算出的濃度的大約+/-0.5ppma，硼濃度可以是計(jì)算出的濃度的大約+/-20%。5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所得到的經(jīng)過(guò)熱處理的襯底的電阻率比基于該村底中的受主濃度計(jì)算出的電阻率大至少大約10倍。6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)的襯底具有正面層和背面層，圓周邊緣、基本上垂直于所述正面層和背面層中的每一個(gè)的中心軸線(xiàn)、以及從所述中心軸線(xiàn)基本平行于所述正面層和背面層中的每一個(gè)并且朝該圓周邊緣延伸的半徑，所述襯底具有沿所述半徑變化的氧濃度。7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，所述氧濃度沿所述半徑從大約5ppma到大約20ppma變化。8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)的襯底具有正面層和背面層、圓周邊緣、基本上垂直于所述正面層和背面層中的每一個(gè)的中心軸線(xiàn)、以及從所述中心軸線(xiàn)基本平行于所述正面層和背面層中的每一個(gè)并且朝該圓周邊緣延伸的半徑，所述村底具有沿所述半徑變化的硼濃度。9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，所述硼濃度沿所述半徑從至少大約1%到小于大約20%變化。10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述熱處理的溫度在大于大約480'C到小于大約600。C的范圍內(nèi)。11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述熱處理的時(shí)間為大約10分鐘到大約250分鐘。12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述硅結(jié)構(gòu)的村底的氧濃度在從至少大約5ppma到小于大約20ppma的范圍內(nèi)。13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述硅結(jié)構(gòu)的襯底的初始電阻率在從至少大約100ohm-cm到小于大約300ohm-cm的范圍內(nèi)。14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在熱處理之后，所得到的經(jīng)過(guò)熱處理的硅結(jié)構(gòu)的襯底具有至少大約1000ohm-cm的電阻率。15.—種用于制備高電阻率CZ單晶硅晶片的方法，該方法包括對(duì)標(biāo)稱(chēng)直徑為至少150mm并且初始電阻率為至少大約50ohm-cm的cz單晶硅晶片在一段時(shí)間內(nèi)和一定溫度下進(jìn)行熱處理，從而所得到的經(jīng)過(guò)熱處理的晶片具有至少在熱施主濃度[TD]和受主濃度[Aj上延伸的區(qū)域，其中比率[TD:[A在大約0.8:1和大約1.2:1之間。16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于，所述比率在大約0.9:1和1.1:1之間。17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于，硼原子是所述受主，氧蔟是所述熱施主。18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于，所述晶片的硼濃度[B和氧濃度Oi，以及熱處理的溫度T通過(guò)以下等式相關(guān)聯(lián)[B=lel4([Oi/[Oiref)nexp(E/kT-E/kTref)其中[B是硼濃度；[Oiref是基準(zhǔn)間隙氧濃度并且大約為6.6el7cnr3;[Oi是晶片的實(shí)際間隙氧濃度；n是氧指數(shù)并且大約為7;E是激活能并且大約為4eV;k是波耳茲曼常數(shù)；T是熱處理的實(shí)際溫度；以及1Vef是基準(zhǔn)溫度并且大約為520°C;并且其中(i)對(duì)于給定的硼濃度B，氧濃度可以是計(jì)算出的濃度的大約+/-0.5ppma,熱處理的溫度可以是計(jì)算出的溫度的大約+/-10°。；(ii)對(duì)于給定的氧濃度[Oi，硼濃度可以是計(jì)算出的濃度的大約+/-20%,熱處理的溫度可以是計(jì)算出的溫度的大約+/-10°(:;以及(iii)對(duì)于給定的熱處理溫度T，氧濃度可以是計(jì)算出的濃度的大約+/-0.5ppma,硼濃度可以是計(jì)算出的濃度的大約+/-20%。19.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于，所得到的經(jīng)過(guò)熱處理的晶片的電阻率比基于該晶片中的受主濃度計(jì)算出的電阻率大至少大約10倍。20.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于，所述晶片具有正面和背面、圓周邊緣、基本上垂直于所述正面和背面中的每一個(gè)的中心軸線(xiàn)、以及從所述中心軸線(xiàn)基本平行于所述正面和背面中的每一個(gè)并且朝該圓周邊緣延伸的半徑，所述晶片具有沿所述半徑變化的氧濃度。21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其特征在于，所述氧濃度沿所述半徑從大約5ppma到大約20ppma變化。22.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于，所述晶片具有正面和背面、圓周邊緣、基本上垂直于所述正面和背面中的每一個(gè)的中心軸線(xiàn)，以及從所述中心軸線(xiàn)基本平行于所述正面和背面中的每一個(gè)并且朝該圓周邊緣延伸的半徑，所述晶片具有沿所述半徑變化的硼濃度。23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其特征在于，所述硼濃度沿所述半徑從至少大約1%到小于大約20°/。變化。24.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于，所述熱處理的溫度在大于大約480匸到小于大約600。C的范圍內(nèi)。25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其特征在于，所述熱處理的時(shí)間為大約10分鐘到大約250分鐘。26.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于，所述晶片的氧濃度在從至少大約5ppma到小于大約20ppma的范圍內(nèi)。27.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于，所述晶片的初始電阻率在從至少大約100ohm-cm到小于大約300ohm-cm的范圍內(nèi)。28.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于，在所述熱處理之后，所述晶片具有至少大約1000ohm-cm的電阻率。29.—種包含CZ單晶硅襯底的高電阻率硅結(jié)構(gòu)，所述襯底具有熱施主濃度[TD和受主濃度[A，其中比率[TD[A在大約0.8:1和大約1.2:1之間。30.根據(jù)權(quán)利要求29的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述比率在大約0.9:1和1.1:1之間。31.根據(jù)權(quán)利要求29的結(jié)構(gòu)，其特征在于，硼原子是所述受主，氧簇是所述熱施主。32.根據(jù)權(quán)利要求31的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電阻率遠(yuǎn)大于基于所述硼濃度計(jì)算出的電阻率。33.根據(jù)權(quán)利要求32的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電阻率比基于硼濃度計(jì)算出的電阻率大至少大約10倍。34.根據(jù)權(quán)利要求29的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)的襯底具有正面層和背面層、圓周邊緣、基本上垂直于所述正面層和背面層中的每一個(gè)的中心軸線(xiàn)、以及從所述中心軸線(xiàn)基本平行于所述正面層和背面層中的每一個(gè)并且朝該圓周邊緣延伸的半徑，所述襯底具有沿所述半徑變化的氧濃度和/或硼濃度。35.根據(jù)權(quán)利要求34的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述硼濃度沿所述半徑從至少大約1%到小于大約20%變化。36.根據(jù)權(quán)利要求34的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氧濃度沿所述半徑從至少大約5ppma到小于大約20ppma變化。37.根據(jù)權(quán)利要求29的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)是電子器件。38.根據(jù)權(quán)利要求29的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)是無(wú)源電氣器件。39.根據(jù)權(quán)利要求29的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)的襯底沒(méi)有被摻雜金。40，根據(jù)權(quán)利要求29的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)的襯底的電阻率為至少大約1000ohm-cm。41.根據(jù)權(quán)利要求29的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)還包括淀積在所述襯底的表面上的外延層。42.根據(jù)權(quán)利要求29的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)是絕緣體上硅結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)還包括在所述襯底的表面上的氧化層，以及在所述氧化層上的器件層。43.—種高電阻率CZ單晶硅晶片，該晶片的標(biāo)稱(chēng)直徑為至少150mm,并且包括熱施主濃度[TD1和受主濃度[A，其中比率[TD1:[A]在大約0.8:1和大約1.2:1之間。44.根據(jù)權(quán)利要求43的晶片，其特征在于，所述比率在大約0.9:1和1.1:1之間。45.根據(jù)權(quán)利要求43的晶片，其特征在于，硼原子是所述受主，氧簇是所述熱施主。46.才艮據(jù)權(quán)利要求45的晶片，其特征在于，所述電阻率遠(yuǎn)大于基于所述硼濃度計(jì)算出的電阻率。47.根據(jù)權(quán)利要求46的晶片，其特征在于，所述電阻率比基于所述硼濃度計(jì)算出的電阻率大至少大約10倍。48.根據(jù)權(quán)利要求43的晶片，其特征在于，所述晶片具有正面和背面、圓周邊緣、基本上垂直于所述正面和背面中的每一個(gè)的中心軸線(xiàn)，以及從所述中心軸線(xiàn)基本平行于所述正面和背面中的每一個(gè)并且朝該圓周邊緣延伸的半徑，所述晶片具有沿所述半徑變化的氧濃度和/或硼濃度。49.根據(jù)權(quán)利要求48的晶片，其特征在于，所述硼濃度沿所述半徑從至少大約1%到小于大約20%變化。50.根據(jù)權(quán)利要求48的晶片，其特征在于，所述氧濃度沿所述半徑從至少大約5ppma到小于大約20ppma變化。51.根據(jù)權(quán)利要求43的晶片，其特征在于，所述晶片沒(méi)有被摻雜金。52.根據(jù)權(quán)利要求43的晶片，其特征在于，所述晶片的電阻率為至少大約1000ohm-cm。53.根據(jù)權(quán)利要求43的晶片，其特征在于，所述晶片還包括淀積在所述晶片的表面上的外延層。54.—種包含根據(jù)權(quán)利要求43的晶片作為操作晶片的絕緣體上硅結(jié)構(gòu)，所述^^作晶片具有在表面上的氧化層，以及在該氧化層的表面上的器件層。全文摘要本發(fā)明總體上涉及高電阻率CZ硅晶片或者從該晶片得到的高電阻率硅結(jié)構(gòu)及其制備方法。具體地，該高電阻率硅結(jié)構(gòu)包括作為襯底的大直徑CZ硅晶片，其中該襯底晶片的電阻率與其中的受主原子(例如，硼)的濃度脫離聯(lián)系，該襯底的電阻率遠(yuǎn)大于基于其中的所述受主原子的濃度計(jì)算出的電阻率。文檔編號(hào)C30B33/00GK101228301SQ200680026397公開(kāi)日2008年7月23日申請(qǐng)日期2006年5月18日優(yōu)先權(quán)日2005年5月19日發(fā)明者A·V·巴圖尼納,G·I·沃龍科娃,R·J·法爾斯特,V·V·沃龍科夫申請(qǐng)人:Memc電子材料有限公司